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全球暖化使世界各地珊瑚礁面臨嚴重白化危機,中央研究院生物多樣性研究中心湯森林特聘研究員所領導的研究團隊最新發現,珊瑚共生菌可提升珊瑚面對高溫環境的耐受能力,減緩高溫壓力造成的生理傷害。研究團隊歷經近10年研究,建立從菌株功能驗證、耐熱實驗,到多體學及單細胞分析的完整證據鏈,證實共生菌具有保護珊瑚的功能,並進一步解析其作用機制,為未來發展珊瑚益生菌保育策略奠定基礎。研究成果已於2026年7月發表於《國際微生物生態學會期刊》(The
ISME Journal)。
湯森林特聘研究員指出,過去研究發現,健康珊瑚體內常存在Endozoicomonas acroporae
Acr-14ᵀ菌株(簡稱Acr-14),由其基因體推測可能參與養分循環、抗氧化及協助珊瑚抵抗環境壓力,但一直缺乏直接實驗證據。此次研究突破關鍵限制,證實Acr-14可作為協助珊瑚度過高溫逆境的益生菌。
研究團隊表示,研究起源於與國立高雄科技大學陳文明教授合作,自珊瑚中成功分離出Acr-14,後續透過比較基因體、生化及生態分析,發現其具高度抗氧化能力。團隊更克服珊瑚共生菌難以分離培養及重新導入珊瑚體內等挑戰,歷經近10年實驗,證實Acr-14能提升珊瑚耐熱能力。
為進一步了解哪一類細胞會回應高溫刺激與益生菌作用,論文研究第一作者盧致穎博士後研究學者與共同通訊作者、生物多樣性研究中心駱乙君助研究員合作,導入單細胞轉錄體分析技術,並與高通量定序核心設施呂美曄研究技師,反覆優化珊瑚組織解離、細胞保存及品質控制等關鍵流程,成功取得適合單細胞定序分析的高品質細胞樣本,完成珊瑚單細胞轉錄體分析。
盧致穎博士後研究學者表示,透過單細胞轉錄體分析,辨識出31種珊瑚細胞類型,也證實Acr-14有助於維持珊瑚體內微生物群落的穩定,減緩高溫造成的菌相失衡。
駱乙君助研究員指出,結合微生物群落、基因功能分析及宿主單細胞基因表現分析,讓團隊得以從細胞層次理解宿主與微生物之間的交互作用,揭開益生菌如何幫助珊瑚抵抗高溫逆境的關鍵機制。
中研院表示,為了更精確解析珊瑚的基因表現,研究團隊建立臺灣族群萼形柱珊瑚染色體層級參考基因體,將成為未來探討珊瑚環境適應、宿主與微生物交互作用及氣候變遷影響的重要研究基礎。